高中物理選修31 2.10 測定電池的電動勢和內阻學案（無答案）

1、.10 測定電池的電動勢和內阻 學案班級 姓名學習要求1、理解并掌握測定電池的電動勢和內阻的原理和實驗方法。2、學慣用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。3、學會分析實驗的誤差復習回憶1、閉合電路的組成： 2、閉合電路歐姆定律的表達式： 3、路端電壓與負載的關系： 學習過程測定電源的電動勢和內阻的實驗原來就是閉合電路歐姆定律，對于一個給定的電池，電動勢和內阻是一定的，由閉合電路歐姆定律可以寫出電源電動勢E、內電阻r與路端電壓U、電流I 的關系式，為 。根據(jù)這個關系式，你可以利用哪些實驗器材來測定電源的電動勢E和內電阻r？設計出怎樣的實驗電路圖？1、 實驗方法和原理 1、原理：E= ；方法： 2、實驗電路設計：

2、誤差來源： 2、 實驗器材3、 實驗步驟1. 按原理圖連接器材2.把變阻器的滑片移到電阻值最大的一端. 原理圖3.閉合電鍵，調節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測量并記錄幾組U、I值.讀出電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并填入事先繪制好的表格如下表。 次數(shù)123456電流I電壓U4.斷開電鍵，整理好器材.四、數(shù)據(jù)處理方法一:公式法 改變R的阻值，從電流表和電壓表中讀取兩組I、U的值，代入方程組聯(lián)立求解，多測量幾次I、U的值，算出E、r取平均值E= r= 方法二：圖像法 把測出的多組U、I值，在UI圖中描點畫圖象，使UI圖象的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標點或使各坐標點大致

3、分布在直線的兩側，如下圖，由UEIr可知： 圖像的物理意義： 1縱軸截距: 2圖線斜率的絕對值： .五、本卷須知1、電池：為了使路端電壓變化明顯，電池的內阻宜大些，可選用舊電池2、滑動變阻器：干電池的內阻較小，為了獲得變化明顯的路端電壓，滑動變阻器選擇阻值較小一點的3、實驗操作：電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重，電動勢E會明顯下降，內阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3 A，短時間放電不宜超過0.5 A因此，實驗中不要將I調得過大，讀電表示數(shù)要快，每次讀完后應立即斷電4、畫UI圖象時，要使較多的點落在這條直線上或使各點平衡分布在直線的兩側，個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮這樣，就可使偶

4、爾誤差得到部分抵消，從而進步準確度5、當路端電壓變化不是很明顯時，縱軸的刻度可以不從零開場，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當?shù)闹甸_場，但橫坐標必須從0開場但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢E，圖線的斜率的絕對值仍為內阻r.六、誤差分析1偶爾誤差： 2系統(tǒng)誤差主要原因是未考慮電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比實際的總電流即流過電源的電流要 填“大或“小一些，I真 與I測的關系式應為 可見U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏向就 ，當U等于0時I真 與I測 根據(jù)真實情況在UI坐標系中畫出測量值圖像。從而可知E測 E真，r測 r真 七、課后延伸探究1、假設采用右圖的電

5、路圖來進展實驗，試分析實驗造成的誤差。2、只有電流表或電壓表怎么測量？需要哪些器材？如何測量？穩(wěn)固練習1.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶爾誤差，又直觀、簡便的方法是 A測出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和rB多測幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值C測出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫出UI圖像，再根據(jù)圖像求E，rD多測出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E，再用閉合電路歐姆定律求出內電阻r2.用電壓表、電流表測定a、b兩節(jié)干電池的電動勢Ea、Eb和內電阻ra、

6、rb時，畫出的圖線如下圖，那么A、.Ea>Eb，ra>rb B、Ea>Eb，ra<rb C、Ea<Eb，ra>rb D、Ea<Eb，ra<rb 組別 IA UV 1 0.12 1.37 2 0.20 1.32 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 5 0.50 1.10 6 0.57 1.053、用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內電阻r，所用的電路如下圖，一位同學測得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。 1試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。 2根據(jù)圖線得出電池的電動勢E=_V,電池的內電阻r= _ 。 3假設不作出圖線，只選用其中兩組

7、U和I數(shù)據(jù)， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結果，選用第_組和第 _組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。 4.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，備有以下器材： 干電池E電動勢約為1.5V、內電阻大約為1.0 電壓表V015V 電流表A00.6A、內阻0.1 電流表G滿偏電流3mA、內阻Rg=10 滑動變阻器R1010、10A 滑動變阻器R20100、1A 定值電阻R3=990 開關、導線假設干1 為了方便且能較準確地進展測量，其中應選用的滑動變阻器是_填寫字母代號； 請在線框內畫出你所設計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號。3 上圖為某一同學根據(jù)他設計的實驗，繪出的I1I2圖線I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)，由圖線可求得被測電池的電動勢E =_V，內電阻r =_。